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domingo, 26 de marzo de 2017

Dos sistemas parecidos y relacionados, pero diferentes

El sistema hormonal


Las glándulas endocrinas vierten a la sangre moléculas o mensajeros químicos denominados hormonas. La sangre los distribuye por todo el cuerpo, aunque solo tiene efecto sobre algunos órganos conocidos como diana. Las hormonas están más tiempo en la sangre que lo que dura un impulso nervioso.

El hipotálamo dirige el funcionamiento de la hipófisis mediante los factores liberadores, las neurohormonas. 














  • La epífisis o glándula pineal, es la encargada de controlar el ciclo diario y el sueño a través de la melatonina. 
  • La hipófisis o glándula pituitaria, cuyas hormonas dirigen la actividad de otras glándulas endocrinas: las gonadotropas sobre los órganos sexuales; la hormona estimuladora de la tiroides o tirotropa (TSH) sobre la tiroides; la adenocorticotropa (ADTH) sobre las glándulas suprarrenales. Además, la oxitocina activa las contracciones del útero en el parto; la prolactina favorece la producción de leche en la mujer; la hormona antidiurética controla la pérdida de agua en la orina, y la hormona somatotropa o del crecimiento activa el alargamiento de los huesos.


Otras glándulas endocrinas fuera del encéfalo: 
  • Tiroides (regula a través de la tiroxina y aumenta el calcio en los huesos a través de la calcitonina
  • Paratiroides ( a través de la hormona paratiroidea regula también el calcio en el organismo)
  • Glándulas suprarrenales ( a través del cortisol o cortisona actúan y preparan el organismo con la adrenalina y en los riñones a través de la aldosterona)
  •  Islotes pancreáticos (controlan los niveles de glucosa en sangre a través del glucagón e insulina)
  • Gónadas (ovarios, que producen estrógeno y progesterona y testículos, que producen testosterona).



El sistema nervioso

El sistema nervioso obtiene información y detecta cambios tanto en el medio interno como en el externo, los valora y responde con órdenes a los músculos o glándulas. Las rutas que van desde los centros sensitivos a los centros de coordinación son las vías aferentes o sensitivas, mientras que las que se dirigen de los centros nerviosos a los órganos efectores son vías eferentes o motoras. Si una vía cumple ambas funciones, se denomina mixta.

En el encéfalo la información circula (la mayor parte del recorrido) en forma de impulso eléctrico por las membranas de las neuronas, pero al pasar de una neurona a otra, o al llegar al órgano efector, la información se transmite por mensajeros químicos, llamados en este caso neurotransmisores. 

Los neurotransmisores recorren un espacio muy pequeño, el espacio sináptico, entre la neurona y la membrana postsináptica del órgano efector.










Anatomía

El sistema nervioso central (SNC) lo forman las neuronas que tienen todas sus partes integradas en el encéfalo o en la médula espinal. El sistema nervioso periférico (SNP), son todas las neuronas que poseen alguna parte fuera de los dos órganos del sistema central. Incluye los nervios que salen fuera del encéfalo o de la médula y las neuronas periféricas

Los componentes del sistema nervioso

La neurona es la unidad estructural y funcional del sistema nervioso. Como el resto de células presenta membrana, citoplasma con orgánulos y núcleo. Sin embargo, su especialización como conductoras de los impulsos nerviosos hace que adopten un aspecto muy particular.












  • Cuerpo neural
Contiene el núcleo y la mayor parte del citoplasma y de los orgánulos. Suele formar parte de la llamada sustancia gris, frecuente en la médula y en el encéfalo.


  • Dendritas
Son prolongaciones, por lo general muy ramificadas, que contactan con otras neuronas, de las que reciben los impulsos nerviosos.


  • Axón
Es una prolongación del cuerpo neuronal. Algunos son muy largos y recorren amplias zonas del cuerpo hasta contactar con músculos y glándulas agrupados en conjuntos de fibras denominadas nervios. El axón es recorrido por el impulso nervioso hasta su extremo, que está en contacto con las dendritas de otra neurona, con un músculo o con una glándula. En muchos nervios, el axón está recubierto por una vaina de mielina, procedente de células acompañantes de las neuronas o células gliales, lo que acelera la velocidad del impulso. En el encéfalo y la médula, los axones forman la llamada sustancia blanca


El impulso nervioso

La información nerviosa se transmite por la neurona en forma de impulsos eléctricos muy breves. La neurona utiliza para ello dos iones abundantes en el organismo, el sodio (Na+) y el potasio (K+). Abre o cierra canales existentes en la membrana de la neurona de forma que esos iones entran o salen. Durante unos milisegundos varían las cargas eléctricas y el instante de diferencia anormal de cargas eléctricas es el impulso nervioso, que se desplaza velozmente a lo largo de la membrana desde las dendritas hasta el axón.

Entre una neurona y la siguiente, o entre una neurona y una célula efectora, el impulso se transmite mediante mensajeros químicos que se denominan neurotransmisores. Los neurotransmisores están contenidos en pequeñas vesículas que la neurona fabrica y almacena en el extremo del axón. Cuando el impulso nervioso llega a esa zona, las vesículas se fusionan con la cara interna de la membrana de la neurona en el botón terminal del axón y los neurotransmisores se vierten al pequeño espacio sináptico que hay entre la neurona y otra célula.

El paso del impulso nervioso entre una neurona y otra se denomina sinápsis.











Funcionalidad

El sistema nervioso se considera el tipo de órganos efectores que regula y los puntos de los que recibe información.

Las vías nerviosas encargadas de los automatismos reciben el nombre de sistema nervioso autónomo para diferenciarlo del somático, encargado de las vías conscientes sensoriales y motoras. Se regula así la frecuencia cardiaca, el ritmo respiratorio, la dilatación de la pupila y la acomodación visual, la salivación, la respuesta sexual, etc. Muchas de estas acciones pueden, además, tener otro control voluntario (por ejemplo, el ritmo respiratorio).

Los nervios que se dirigen desde los centros receptores internos hacia el sistema central forman parte del sistema nervioso autónomo. Aportan información visceral y del medio interno: temperatura, presión sanguínea, oxígeno en sangre, etc. Así se puede dar respuestas automáticas involuntarias o reflejos viscerales.

El sistema nervioso somático: Recibe información de los órganos sensoriales del cuerpo y envía órdenes a los efectores somáticos o músculos esqueléticos de contracción voluntaria.

Sistema nervioso autónomo o vegetativo. Recibe información de los receptores viscerales internos y lleva órdenes a los efectores autónomos o viscerales. Este sistema consta de los sistemas simpático y parasimpático. Las vías simpáticas y parasimpáticas tienen carácter antagónico, es decir, mientras unas activan una acción, las otras relajan o la inhiben. El sistema nervioso autónomo estimula órganos y sistemas mediante órdenes involuntarias procedentes del sistema nervioso central: del hipotálamo o del bulbo raquídeo (en el encéfalo) o de la médula espinal.

Constituye una doble red de nervios y ganglios:
  • El sistema nervioso simpático. Implicado en acciones de activación e incremento del gasto de energía. Pone al organismo en alerta. Usa adrenalina y noradrenalina como neurotransmisores.
  • El sistema nervioso parasimpático. Participa en acciones de relajación, normalidad y bajo gasto energético. Usa acetilcolina como neurotransmisor.
El sistema autónomo no es totalmente independiente del central, de manera que la mente consciente influye en él.


El sistema nervioso periférico


Es el conjunto complejo de nervios ramificados distribuidos por todo el cuerpo, que puede ser de tres tipos: aferentes o sensitivos, eferentes o motores y mixtos.






Está constituido por pares de nervios que salen y vuelven al sistema nervioso central. Cuando parten del encéfalo se denominan nervios craneales (12 pares de nervios que enlazan con zonas diferentes del encéfalo y se dirigen a distintas partes de la cabeza, recibiendo sensaciones o enviando órdenes), y cuando lo hacen desde la médula espinal, nervios raquídeos o espinales (son 31 pares de nervios que salen secuencialmente de distintas partes de la médula espinal, cada par presenta en su inserción a la médula dos ramas, una motora y otra sensorial, que se unen luego en un solo cordón nervioso que se ramifica en plexos nerviosos). En el trayecto de algunos nervios hay engrosamientos denominados ganglios nerviosos, formados por cuerpos neuronales donde se establecen las sinapsis de unas neuronas con otras y se puede controlar el recorrido del impulso.


El sistema nervioso central


El sistema nervioso central (SNC) está compuesto por el encéfalo y la médula espinal, ambos protegidos por dos estructuras:

La envoltura exterior es de hueso y dura. Es el cráneo, en el caso del encéfalo y la columna vertebral, en el de la médula.

La envoltura interior es blanda, y está formada por tres membranas denominadas meninges: duramadre, aracnoides y piamadre.

En el interior de estos órganos y entre las membranas está el líquido cefalorraquídeo, que sirve de protección contra los traumatismos.




El encéfalo



El encéfalo es la parte del sistema nervioso central que se encuentra en el interior del cráneo. Se trata de uno de los órganos mayores del cuerpo, con una masa media de 1,4 kg. En él residen los centros superiores de coordinación y la consciencia. 








La organización básica general del tejido nervioso en el encéfalo consiste en distribuir hacia la parte externa la sustancia gris, dejando la sustancia blanca en el interior.


El cerebro es la parte mayor que incluye,

Dos hemisferios cerebrales. Su superficie (la corteza cerebralestá formada por sustancia gris, constituida por cuerpos neuronales y células glialesEstá replegada superficialmente a través de circunvoluciones y cisuras, o surcos más profundos, que la dividen en lóbulos. La parte interna de los hemisferios está constituida por sustancia blanca, compuesta por axones que ponen en contacto unas zonas del encéfalo con otras.
El cuerpo calloso. Integrado por fibras nerviosas y comunica los dos hemisferios entre sí.
El sistema límbico, que rodea el cuerpo calloso.
El tálamo e hipotálamo. Dos estructuras de la parte interior e inferior del cerebro. Regulan la comunicación entre las diferentes partes del encéfalo y el sistema hormonal. El hipotálamo, conectado con la hipófisis, actúa también como glándula endocrina y es el que controla en gran medida el sistema hormonal.


El cerebelo
Está ubicado debajo y detrás del cerebro y recubierto parcialmente por él. Presenta pliegues superficiales, al igual que el cerebro. Como los hemisferios cerebrales, contiene una corteza de sustancia gris, con cuerpos neuronales, y un interior de fibras o sustancia blanca.


El tronco del encéfalo
Situado a continuación y debajo del cerebro, tiene continuidad con la médula espinal. Consta de varias partes, entre las que destaca el bulbo raquídeo, o zona por la que el encéfalo se une con la médula espinal. Además contiene algunos centros de control nervioso.


Las funciones del encéfalo

El encéfalo es una estructura muy compleja, cuyas funciones son, entre otras: la interpretación sensorial y la generación de órdenes motoras. Tienen lugar en la corteza cerebral. 

La identificación de las áreas sensoriales y motoras en la corteza cerebral puede representarse con los llamados homúnculos sensoriales y motores.




Lenguaje. Implica varias zonas cerebrales. La mayoría de los científicos afirma que el lenguaje y cerebro tienen una dependencia evolutiva, y que todos los lenguajes poseen una estructura común de base biológica.

Lógica, creatividad y lateralidad. Cada hemisferio controla la parte contraria del cuerpo. Las actividades lógicas y analíticas activan áreas del hemisferio izquierdo, mientras que las más creativas e imaginativas activan el derecho.

Emociones. Afectan principalmente a una amplia zona del interior del cerebro denominada sistema límbico, que incluye el hipocampo.

Aprendizaje, razonamiento y memoria. Las funciones cognitivas complejas abarcan muchas zonas, como el sistema límbico (recuerdos complejos y emocionales), el cerebelo (memoria de procesamiento) y áreas de la corteza y los lóbulos frontales.

Consciencia. Constituida  por los procesos que permiten el conocimiento de uno mismo y de la capacidad de acción sobre el entorno. Influye en diversas zonas, y sobre todo en la relación entre la corteza y el tronco encefálico. Además, depende de la interacción constante entre el sistema nervioso y el conjunto del cuerpo.



 La médula espinal

En la médula espinal, la organización del tejido nervioso es al contrario que en el cerebro: la sustancia gris se sitúa en el interior y la sustancia blanca hacia el exterior. 

En el centro de la médula, rodeado de sustancia gris, hay un tubo relleno de líquido cefalorraquídeo denominado epéndimo.



La médula sirve fundamentalmente para la transmisión de mensajes entre el encéfalo y las partes inferiores del cuerpo y puede elaborar respuestas automáticas rápidas, los actos reflejos.


Fuente bibliográfica:

- Biología y geología 3 ESO SM Savia. Unidad 5, La coordinación de nuestro organismo.
- Google Imágenes.













martes, 30 de agosto de 2016

El lóbulo frontal, el director de orquesta.




El lóbulo frontal es considerado el director y regulador de las actividades del sistema nervioso. Ocupa un tercio de la superficie del cerebro y se encuentra delante de la cisura central por encima de la cisura lateral. Se encarga de controlar las demás áreas del cerebro. Entre sus principales actividades está programar y regular los procesos cognitivos complejos, regular la atención, el correcto desenvolvimiento de las funciones ejecutivas y siempre en conexión recíproca con otras  áreas como el tálamo, ganglios y sistema límbico.




El lóbulo cerebral se divide en el área prefrontal y la corteza motora.


El área prefrontal 

Es el centro más importante del cerebro, regula los procesos cognitivos del ser humano. Siendo la parte anterior del lóbulo frontal su función es guía todos los procesos cognitivos. Responsable de planificar, coordinar, ejecutar y supervisar los procesos cognitivos incluso los más abstractos y complejos. Dirige la actividad mental humana y tiene conexiones establecidas con el resto del cerebro.

Tipos de conexiones:

  • Córtico-frontales: reciben información de los lóbulos cerebrales facilitando el plan de acción.
  • Córtico-subcorticales: se establecen conexiones con,
- El tálamo: regula procesos cognitivos como la memoria y lenguaje.

- El sistema límbico: interviene con la parte emocional de los procesos cognitivos.

- Los ganglios basales: se involucran con la preparación, ejecución y control de movimientos.


El área prefrontal del cerebro es el máximo responsable de los procesos cognitivos y de la conducta humana generando con su funcionamiento las denominadas funciones ejecutivas. El nivel de desarrollo alcanzado por el área prefrontal y la consolidación de la corteza asociativa influirá en la madurez neuropsicológica del niño.

Dentro del área prefrontal se han determinado tres áreas funcionales cuya principal tarea es el control de dichas funciones ejecutivas:






  • Dorsolateral: Área localizada bajo el hueso frontal que se activa principalmente al realizarse actividades complejas. Se especializa en las funciones ejecutivas de flexibilidad mental, formación de conceptos, planificación de tareas, organización temporal del comportamiento, razonamiento, memoria operativa, capacidad de inhibición, generación de acciones voluntarias y ejecución dual de tareas.
  • Cingulada: Área situada en las caras internas de la zona prefrontal que se relaciona especialmente con las funciones ejecutivas motivacionales, atención sostenida e intencionalidad. Interviene incluso en el lenguaje.
  • Orbitaria: Área ubicada en la base de los lóbulos frontales, tiene una estrecha relación con el sistema límbico e interviene en las funciones ejecutivas de regulación emocional, sentido ético y autoconciencia.
De producirse una lesión en el área prefrontal se alteraría la capacidad del ser humano para programar el comportamiento, decidir y programar voluntariamente actividades, de mantener y controlar la atención, capacidad de tomar decisiones, programar objetivos, establecer metas, etc. y quedaría reflejado en una pérdida de la capacidad de establecer un proyecto de vida. 


Por otro lado hay que destacar que seres humanos poseemos dos tipos de intelecto que son activados según la complejidad y novedad de las acciones a realizar:

  • Intelecto estático: Utilizado en acciones rutinarias donde no hace falta el uso de un alto nivel cognitivo. Se observa que la actividad metabólica de la zona prefrontal del cerebro  no se estimula ni activa significativamente ya que en estos casos interviene más el subcórtex o cerebelo. 



  • Intelecto dinámico: Utilizado al realizar acciones o tareas nuevas y de mayor complejidad en donde se hace necesario utilizar en mayor cantidad el intelecto. La actividad metabólica de la zona prefrontal del cerebro se activa en un alto grado. Al activar este tipo de intelecto se activan procesos diversos como: conceptualización, establecimiento de hipótesis, búsqueda de estrategias para solucionar problemas, elección de acciones futuras, etc. El sistema ejecutivo está estrechamente vinculado con la activación y acción del intelecto dinámico. Estas funciones del cerebro son capacidades mentales esenciales para llevar a cabo una conducta eficaz, creativa y aceptada socialmente. 




La corteza motora



Comprende las áreas de la corteza cerebral responsables de los procesos de planificación, control y ejecución de las funciones motoras voluntarias. Está situada en el lóbulo frontal, delante de la cisura de Rolando. 








La corteza motora puede dividirse en:



La corteza motora primaria (M1). Responsable de la generación de los impulsos neuronales que controlan la ejecución del movimiento. Es una región cerebral que en los seres humanos se encuentra en la parte posterior del lóbulo frontal. Trabaja conjuntamente con las áreas premotoras para planificar y ejecutar los movimientos. Contiene neuronas de gran tamaño conocidas como células de Beltz, cuyos largos axones descienden hacia la médula espinal para establecer sinapsis con las motoneuronas alfa, que a su vez están conectadas a los músculos.

La corteza parietal posterior.
 Encargada de transformar la información visual en instrucciones motoras.


La corteza premotora (PMA). Se denomina también Área Motora Suplementaria o Área Motora Extrapiramidal y se encarga de guiar los movimientos y el control de los músculos proximales y del tronco corporal.

Área motora suplementaria (AMS). Encargada de la planificación y coordinación de movimientos complejos, como por ejemplo, aquellos que requieren el uso de ambas manos.





martes, 23 de julio de 2013

Los efectos nocivos de la obesidad y dietas altas en grasas (High-fat diets) en el desarrollo cognitivo.

La obesidad y las dietas altas en grasa (HF) tienen un efecto nocivo sobre la función del hipocampo y dan lugar a alteraciones en la plasticidad sináptica y déficit de aprendizaje. 

El desequilibrio nutricional provocado por estas dietas podría afectar al recorrido que realiza el glutamato (Glu) dentro del hipocampo según un estudio realizado por el grupo de investigación liderado por los investigadores de la Universidad CEU San Pablo, Nuria del Olmo y Mariano Ruiz-Gayo.

El ácido glutámico (glutamato) es un aminoácido no esencial que actúa en el organismo y está relacionado con la síntesis de proteínasEs el neurotransmisor excitador (estimulante) más común en el sistema nervioso centralSu papel como neurotransmisor está mediado por la estimulación de receptores específicos, denominados receptores de glutamato. Todas las neuronas contienen glutamato (GLU), pero solo unas pocas lo usan como neurotransmisor. El glutamato desempeña un papel esencial en la relación con los procesos de transaminación, es decir, la reacción entre un aminoácido y un alfa-cetoácido, en la que el grupo amino es transferido de aquel a éste, con la consiguiente conversión del aminoácido en su correspondiente alfa-cetoácido.

Tomados en conjunto, los resultados sugieren que las dietas HF (High-fat) desencadenan cambios neuroquímicos, que conducen a una desensibilización de los receptores de NMDA en el hipocampo, lo que podría explicar déficits cognitivos.

El estudio se ha llevado a cabo en dos grupos de ratones: a uno de ellos se le suministró una dieta en la que el 45 por ciento de las calorías procedía de grasas saturadas, y el segundo recibió una dieta convencional que tenía el mismo número de calorías que la anterior pero en cuya composición predominaban los hidratos de carbono.

Además los expertos han desvelado, según un artículo publicado en el Diario Siglo XXI [que los animales en edad adolescente desarrollaron cierta obesidad y presentaron importantes disfunciones cerebrales, sobre todo relacionadas con la memoria. Por el contrario, los ratones adultos que recibieron la misma dieta no sufrieron alteraciones de la memoria, a pesar de que también fueron obesos].

[Para poner a prueba la memoria de los ratones, los expertos emplearon un 'test' de reconocimiento espacial. Este 'test' se basa en el hecho de que los ratones sienten más interés por los objetos nuevos que por los ya conocidos, de forma que un animal capaz de "recordar" un objeto, pasa más tiempo explorando el objeto nuevo que el antiguo. De esta forma, se comprobó que aquellos sujetos que habían ingerido más grasas saturadas durante la etapa adolescente habían perdido la capacidad de discriminar entre el objeto conocido y el nuevo, lo que no ocurrió en individuos adultos].

[Esta alteración de la conducta estaba acompañada por cambios en la estructura neuronal que afectaba, sobre todo, al hipocampo, una zona del cerebro relacionado con la memoria. También se observó que en esta parte del cerebro había una pérdida parcial del efecto de la leptina]
La leptina es una hormona de muy reciente descubrimiento (1994) que trabaja a nivel del sistema mensajero y se encarga de regular el peso de nuestro cuerpo.

["Todo esto puede deberse a que el cerebro es más susceptible a las grasas saturadas durante la adolescencia, y especulan con la posibilidad de que este tipo de dietas genere cambios hormonales que afectan a la maduración de algunas áreas del cerebro", han asegurado los expertos].

Fuente de información:

High-fat diets induce changes in hippocampal glutamate metabolism and neurotransmission.
Ismael Valladolid-Acebes, Beatriz Merino, Antonio Principato, Alberto Fole, Coral Barbas, María P. Lorenzo, Antonia García, Nuria Del Olmo, Mariano Ruiz-Gayo and Victoria Cano.
Am J Physiol Endocrinol Metab 302:E396-E402, 2012. First published 22 November 2011;
doi: 10.1152/ajpendo.00343.2011



El ácido glutámico y su papel en la salud del cuerpo:


Las grasas saturadas pueden afectar al desarrollo cognitivo de los adolescentes. Diario Siglo XXI, sección: consumo y calidad de vida:


Más información sobre obesidad, pincha sobre este título: OBESIDAD EN JÓVENES

lunes, 17 de octubre de 2011

¿Qué es Neurociencia?

Es la ciencia que estudia la estructura y la función química del sistema nervioso.


Se centra en investigar:
  1. Los diferentes elementos del sistema nervioso que interaccionan y dan origen a la conducta.
  2. La influencia de fármacos y drogas.
  3. Las distintas patologías o enfermedades que tienen lugar en el sistema nervioso.


Explora áreas como:
  • la acción de los neurotransmirores en la sipnásis,
  • los mecanismos biológicos del aprendizaje,
  • el control genético del desarrollo neuronal desde la concepción,
  • funcionamiento de redes neuronales,
  • estructura y funcionamiento de redes complejar involucradas en la memoria, percepción, habla y
  • la estructura y conocimiento de la conciencia.

Conceptos importantes:


  • Neurona: célula nerviosa, unidad elemental que emite las señales en el sistema nervioso. Las características morfológicas de las neuronas son: un cuerpo celular llamado soma, una o varias prolongaciones cortas denominadas dendritas y una prolongación larga, el axón. Este término fue acuñado por el científico español Ramón y Cajal.









  • Sipnásis: son pequeñas uniones entre las neuronas, que transmiten señales. En la infancia el cerebro realizó muchas sinapsis y la actividad es muy intensa. Durante la adolescencia, el cerebro se reorganiza y elimina muchas conexiones sinápticas, este proceso se conoce como poda sináptica.

















Fuente de información: Wikipedia y Kidshealth.org

Aránzazu Ibáñez